JP2014127269A - 保護素子、バッテリモジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】絶縁基板11と、絶縁基板11に形成された発熱抵抗体14と、発熱抵抗体14を覆う絶縁部材15と、絶縁基板11に積層された第1及び第2の電極12と、発熱抵抗体14と重畳するように絶縁部材15の上に積層され、第1及び第2の電極12の間の電流経路上で該発熱抵抗体14に電気的に接続された発熱体引出電極16と、発熱体引出電極16から第1及び第2の電極12にわたって積層され、熱により、第1、第2の電極間の電流経路を溶断する可溶導体13と、絶縁基板11上を覆うカバー部材とを備え、可溶導体13は、発熱体引出電極16と重畳する中央部13aが、発熱体引出電極16と第1及び第2の電極との間の溶断部13bよりも肉厚に形成されている。
【選択図】図1
Description
図1に示すように、本発明が適用された保護素子10は、絶縁基板11と、絶縁基板11に積層され、絶縁部材15に覆われた発熱抵抗体14と、絶縁基板11の両端に形成された電極12(A1),12(A2)と、絶縁部材15上に発熱抵抗体14と重畳するように積層された発熱体引出電極16と、両端が電極12(A1),12(A2)にそれぞれ接続され、中央部が発熱体引出電極16に接続された可溶導体13とを備える。
図1に示すように、本発明が適用された可溶導体13は、略板状をなし、発熱体引出電極16を介して第1及び第2の電極12(A1),12(A2)間にわたって接続される。そして、可溶導体13は、発熱体引出電極16と重畳する中央部13aが、発熱体引出電極16と第1及び第2の電極12(A1),12(A2)との間の溶断部13bよりも肉厚に形成されている。
可溶導体13は、第1及び第2の電極12(A1),12(A2)と重畳する両端部13cも、溶断部13bより肉厚に形成されることが好ましい。両端部13cを肉厚に形成することにより、可溶導体13は、さらに低抵抗化が図られ、保護素子10の定格を上げることができる。また、この場合も、可溶導体13は、溶断部13bは、従来通り薄肉に形成しているため、発熱体引出電極16及び電極12(A1),12(A2)間の溶断特性は良好に維持することができる。
また、可溶導体13は、中央部13aや両端部13cが、カバー部材19によって覆われる上方に突出することにより肉厚に形成されることが好ましい。可溶導体13は、中央部13aがカバー部材19側に突出することで、フラックス17を当該中央部13a上に保持することができる。
このような可溶導体13は、例えば板状の低融点金属を、上述した所定形状にプレス加工や切削加工をすることにより製造することができる。また、可溶導体13は、板状の低融点金属を所定形状に鋳造すること、その他公知の製造方法を用いて製造することができる。
また、可溶導体13は、図3に示すように、中央部13aや両端部13cに、導電材40を積層することにより、肉厚に形成してもよい。導電材40としては、例えばメッキや、金属箔を積層すること等によって形成される。導電材40の積層数は問わないが、金メッキのような酸化しにくい材料を積層した場合、保護素子10の経年による可溶導体13の劣化を防止することができ、信頼性を向上させることができる。
また、導電材40は、可溶導体13よりも融点の低い金属を用いてもよい。可溶導体13は、低融点金属が塗布されることにより、溶断時にこの低融点金属による侵食作用を利用して溶断され、電流経路をより速やかに遮断することができる。
また、可溶導体13は、図4に示すように、中央部13aや両端部13cに、導電材40として、銀ペーストや金ペースト等の金属ペーストやハンダペースト等を1又は複数層に亘って塗布することにより、肉厚に形成してもよい。本製法によれば、金属ペースト等を可溶導体13上に塗布するのみで肉厚化することができ、簡易な工程で可溶導体13を製造することができる。なお、このときも、導電材40として、可溶導体13よりも融点の低い金属を用いてもよい。
また、可溶導体13は、図5に示すように、肉厚に形成される中央部13aや両端部13cの内部にボイド41が形成されていてもよい。絶縁基板11の第1及び第2の電極12(A1),12(A2)上に、ソルダーペーストが塗布されている場合、リフロー工程等の高温下では、ペースト中の有機物の成分が気化して可溶導体13と発熱体引出電極16や電極12(A1)、12(A2)との間でボイド41を形成する。可溶導体13は、高温下で変形しやすくなっており、ボイド41が形成されると、その分、ボイド41の形成箇所が上方に膨出する。
図6に示すように、上述した保護素子10は、リチウムイオン二次電池のバッテリパック20内の回路に用いられる。
Claims (8)
- 絶縁基板と、
上記絶縁基板に形成された発熱抵抗体と、
少なくとも上記発熱抵抗体を覆うように、上記絶縁基板に積層された絶縁部材と、
上記絶縁部材が積層された上記絶縁基板に積層された第1及び第2の電極と、
上記発熱抵抗体と重畳するように上記絶縁部材の上に積層され、上記第1及び第2の電極の間の電流経路上で該発熱抵抗体に電気的に接続された発熱体引出電極と、
上記発熱体引出電極から上記第1及び第2の電極にわたって積層され、熱により、該第1の電極と該第2の電極との間の電流経路を溶断する可溶導体と、
上記絶縁基板上を覆うカバー部材とを備え、
上記可溶導体は、少なくとも上記発熱体引出電極と重畳する中央部が、上記発熱体引出電極と上記第1及び第2の電極との間の溶断部よりも肉厚に形成されている保護素子。 - 上記可溶導体は、上記第1及び第2の電極と重畳する両端部も、上記発熱体引出電極と上記第1及び第2の電極との間の溶断部よりも肉厚に形成されている請求項1記載の保護素子。
- 上記可溶導体は、上記中央部が上記カバー部材側に突出し、フラックスを保持する請求項1又は2記載の保護素子。
- 上記可溶導体は、上記中央部及び/又は上記両端部に、導電材を積層することにより、肉厚に形成されている請求項1又は2記載の保護素子。
- 上記導電剤は、上記可溶導体よりも融点が低い請求項4記載の保護素子。
- 上記可溶導体は、上記中央部及び/又は上記両端部に、導電ペーストを塗布することにより、肉厚に形成されている請求項1又は2記載の保護素子。
- 上記可溶導体は、上記中央部及び/又は上記両端部の内部に、ボイドを内包させている請求項1又は2記載の保護素子。
- 1以上の充放電可能なバッテリセルからなるバッテリと、
上記バッテリと直列に接続され、該バッテリの充放電を制御する充放電制御回路と、
上記バッテリと上記充放電制御回路との間の充放電電流経路上に接続された保護素子と、
上記バッテリの各バッテリセルの電圧値を検出する検出回路と、
上記保護素子に流れる電流を制御する電流制御素子とを備え、
上記保護素子は、
絶縁基板と、
上記絶縁基板に積層された発熱抵抗体と、
少なくとも上記発熱抵抗体を覆うように、上記絶縁基板に積層された絶縁部材と、
上記絶縁部材が積層された上記絶縁基板に積層された第1及び第2の電極と、
上記発熱抵抗体と重畳するように上記絶縁部材の上に積層され、上記第1及び第2の電極の間の電流経路上で該発熱抵抗体に電気的に接続された発熱体引出電極と、
上記発熱体引出電極から上記第1及び第2の電極にわたって積層され、熱により、該第1の電極と該第2の電極との間の電流経路を溶断する可溶導体と、
上記絶縁基板上を覆うカバー部材とを備え、
上記可溶導体は、少なくとも上記発熱体引出電極と重畳する中央部が、上記発熱体引出電極と上記第1及び第2の電極との間の溶断部よりも肉厚に形成され、
上記電流制御素子は、上記検出回路により検出される各バッテリセルの電圧値が所定の範囲外となったときに上記発熱抵抗体に電流が流れるように制御するバッテリモジュール。
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